CN1924705A - 制造印版的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制造印版的方法，其通过使蚀刻临界尺寸的变化最小获得精确和细微图案。所述方法使用在绝缘基板上具有开口的硬膜以在所述绝缘基板内形成具有第一深度的第一沟槽。可以在包含第一沟槽的绝缘基板的表面上施加第一蚀刻阻挡器和第一光刻胶，用于通过曝光第一光刻胶使第一光刻胶形成图案。同理，可以形成第二和第三沟槽。

Description

制造印版的方法

本申请要求2005年8月29日提交的韩国专利申请第No.P2005-79594号的优先权，其在此全文引用以供参考。

背景技术

目前已经开发了能够替代阴极射线管(“CRT”)的各种显示器，其具有易携带、重量轻、外形薄、尺寸小、画质好等各种优点。替代显示器的一个例子就是液晶显示(“LCD”)器件。

通常，LCD器件包括薄膜晶体管(“TFT”)阵列基板、滤色片(“CF”)基板和形成在TFT阵列基板和CF基板之间的液晶层。在TFT阵列基板上，垂直于多条数据线形成多条栅线，从而限定出以矩阵形式排列的多个像素区域。同时，邻近栅线和数据线的交点形成多个薄膜晶体管TFT，其中多个薄膜晶体管用作开关器件。另外，透明金属材料的像素电极形成在TFT阵列基板的单元像素区域内。然后，RGB滤色片层和黑矩阵层形成在与像素电极对应的CF基板上。

TFT阵列基板与CF基板分开制造，即，它们形成在分开的基板上。在TFT阵列基板与CF基板粘接之前，依次执行定向涂覆、摩擦、衬垫料分配和密封印刷步骤。

在完成上述步骤之后，TFT阵列基板和CF基板相对设置。然后通过加热和紫外线(“UV”)照射使TFT阵列基板和CF基板互相粘接。接着进行密封印刷步骤将两基板互相粘接并通过密封工序防止液晶分子溢出。

可以认为密封形成方法包括三类，如印刷法、砂喷法和分配法。

印刷法通常用于制造LCD或等离子体显示板(“PDP”)，因为印刷法只需要简单的装置并且具有良好的材料产物(material result)。将构图后的丝网定位在基板上方之后，用于形成壁面的粘接剂通过丝网受压印刷到基板上。通过一次印刷工序，可以获得大约20μm的高度。为了形成具有50μm至100μm高度的壁面，需要执行5至10次印刷工序，这些印刷工序依次需要若干次烘焙工序。因此，印刷法的生产率很低。另外，由于玻璃基板的变形，很难实现高分辨率。

砂喷法用于大尺寸板的精确壁面。在砂喷法中，将壁面材料涂覆在基板上，并且选择性地移除，从而形成壁面。例如，用丝网印刷方法将壁面材料印刷在基板的整个表面上。然后，在壁面材料上形成光刻胶膜，并通过曝光和显影工序选择性地形成图案。然后，将研磨材料喷射到基板上，以部分移除没有光刻胶膜的基板，从而形成壁面。研磨材料可以包括Al₂O₃、SiC或玻璃微粒，用压缩空气或氮气来进行喷射。通过砂喷法，可以在大尺寸基板上形成70μm或更小的壁面。然而，玻璃基板可能由于物理冲击而破裂。同样，砂喷的工序很复杂，由此提高了生产成本。另外，产生的灰尘会造成环境污染。

分配法可以用于大尺寸LCD或PDP的密封剂。在分配法中，利用用于通过空气压力生产掩模的CAD的线数据，直接分配粘接剂到基板上。在分配法的情况下，可以将简单的工序用于各种应用。

图1A至图1C所示为根据现有技术用于在具有印刷辊的基板上形成图案材料层的步骤的截面图。

如图1A所示，首先，通过印刷喷嘴10提供图案材料30，并涂覆到印刷辊20上。

然后，如图1B所示，其上涂覆有图案材料30的印刷辊20在具有多个凹陷图案的印版40上滚动。从而，在印版40上印刷一部分图案材料30b，并将另一部分图案材料30a留在印刷辊20上。即，图案材料的预定图案形成在印刷辊20上。

参考图1C，当具有预定图案的图案材料的印刷辊20在基板50上滚动时，图案材料30a转印到基板50上。使用印刷辊的形成图案的方法需要印版。下面将介绍制造印版的方法。

参考附图将介绍依据现有技术的制造印版的方法。图2A至图2E所示为根据现有技术的制造印版的方法的截面图。如图2A所示，用作硬膜的金属层52沉积在绝缘基板51上，并在金属层52上涂覆光刻胶53。金属层52可以由铬(Cr)或钼(Mo)形成。然后，光刻胶53通过曝光和显影处理选择性地形成图案，从而限定图案区域。

参考图2B，用构图后的光刻胶53用作掩模选择性地移除金属层52，从而形成金属层图案52a。与图2A相比，移除没有位于光刻胶53下方的金属层52。

如图2C所示，从图2B将光刻胶53移除。为了形成金属层图案52a，用氧气等离子体或各种氧化剂移除光刻胶53a。在一个示例中，通过提供氧气产生氧气等离子体，并且氧气等离子体与光刻胶发生反应，从而移除光刻胶。

如图2D所示，金属层图案52a用作掩模，选择性地蚀刻暴露的绝缘基板51，从而形成具有大约20μm深度的沟槽54。当蚀刻绝缘基板51时，利用使用了氢氟酸(“HF”)基蚀刻剂的各向同性蚀刻方法。

如图2E所示，移除金属层图案52a，从而完成印版并且仅留下具有沟槽54的绝缘基板。

向如图1A至图1C所示的印刷装置提供完成的印版。在印刷材料涂覆到印刷辊上之后，印刷辊在印版上滚动。这样，一部分印刷材料转印到印版的预定图案上，而其他印刷材料留在印刷辊上。即，印刷材料的预定图案形成在印刷辊上。当具有预定图案的印刷材料的印刷辊在基板上滚动时，预定图案的印刷材料转印到基板上。

然而，依据现有技术的制造该印版的方法具有如下缺点。在依据现有技术的制造印版的方法中，通过用金属层图案作掩模蚀刻绝缘基板的各向同性蚀刻方法形成具有预定深度的沟槽，因此蚀刻的临界尺寸(“CD”)很大。结果，很难制造精密的印版。即，如果绝缘基板的蚀刻厚度为大约5μm，就不可能获得10μm或更小的线宽A(来自图2D)。

发明内容

因此，本发明涉及制造印版的方法，其基本上避免了由现有技术的限制和缺点而带来的一种或更多问题。

在第一个方面，制造印版的方法包括在绝缘基板上形成具有至少一开口的硬膜层。在与硬膜层的至少一开口对应的绝缘基板内形成至少一第一沟槽。至少一第一沟槽具有第一深度。在包含至少一第一沟槽的绝缘基板的表面上依次形成第一蚀刻阻挡器(stopper)和第一光刻胶。第一蚀刻阻挡器和第一光刻胶形成图案，以使第一蚀刻阻挡器的一部分和第一光刻胶的一部分保留在至少一第一沟槽的侧壁上。在绝缘基板内形成至少一第二沟槽。每个至少一第二沟槽分别对应于每个至少一第一沟槽。至少一第二沟槽具有大于第一深度的第二深度。

在第二个方面，具有至少一沟槽的印版包括包含有至少一沟槽的绝缘基板。金属层图案与绝缘基板连接并且至少部分不覆盖至少一沟槽。第一光刻胶部分位于至少一沟槽内并与金属层图案连接。第一光刻胶部分位于至少一沟槽的侧壁上。第一蚀刻阻挡器部分与第一光刻胶部分连接。

在第三个方面，一种印版显影的方法包括在绝缘基板上提供具有间隙的硬膜层。第一沟槽位于与硬膜层的间隙对应的绝缘基板内。第一蚀刻阻挡器与第一光刻胶位于包含第一沟槽的绝缘基板上。第一蚀刻阻挡器与第一光刻胶形成图案，以使第一蚀刻阻挡器的一部分与第一光刻胶的一部分位于第一沟槽的侧壁上。在与第一沟槽对应的绝缘基板内提供第二沟槽。

应该理解，本发明上面的概述和下面的详细说明都是示例性和解释性的，意欲对所要求保护的本发明提供进一步解释。

附图说明

所包括的用于提供对本发明进一步解释并引入构成本申请一部分的附图说明了本发明的实施方式，并与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中：

图1A至图1C是示出依据现有技术的印刷装置的示意图；

图2A至图2E是示出依据现有技术的制造印版的方法的截面图；及

图3A至图3G是示出依据一个实施方式的制造印版的方法的截面图。

具体实施方式

将参照附图中所示的实施例详细描述本发明的优选实施方式。尽可能的，在整个附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。

下面将参考附图介绍依据本发明的制造印版的方法。

图3A至图3G所示为依据一个实施方式的制造印版的方法的截面图。

如图3A所示，用作硬膜的金属层62沉积在玻璃绝缘基板61上，并在金属层62上涂覆第一光刻胶63。金属层62由铬(“Cr”)或钼(“Mo”)形成。第一光刻胶63通过曝光和显影选择性地形成图案，从而限定至少一图案区域。

如图3B所示，用构图后的第一光刻胶63作掩模选择性地移除金属层62，从而形成金属层图案62a。金属层图案62a包括至少一已经移除金属层62的区域。至少一已经移除金属层62的区域也可以被称作至少一孔、开口或间隙，可以在其中形成沟槽。在各种实施方式中，在形成沟槽的基板的表面上可以有一个或多个开口。然后，移除第一光刻胶63。为了形成金属层图案62a，用氧气等离子体或各种氧化剂移除用作掩模的第一光刻胶63。例如，在氧气等离子体的情况中，通过在真空和高电压状态下提供氧气来产生氧气等离子体，氧气等离子体与光刻胶发生反应，从而移除光刻胶。

在一个可替换实施方式中，可以不用移除第一光刻胶63。如图3B所示，移除第一光刻胶63，然而，正如选择性地移除金属层62形成金属层图案62a那样，也可以保留该第一光刻胶63。根据本实施方式，在全过程中保留第一光刻胶63，并位于金属层图案62a上面。尽管下面的描述说明的是移除第一光刻胶63的实施例，但是，应当理解，第一光刻胶63可以保留。

如图3C所示，用金属层图案62a作掩模选择性地蚀刻暴露的绝缘基板61，从而形成至少一沟槽，比如具有从2μm到6μm范围的第一深度的第一沟槽64。在一个可替换实施方式中，深度可以超出2μm至6μm范围。当蚀刻绝缘基板61时，使用利用HF基蚀刻剂的各向同性蚀刻方法。在通过各向同性蚀刻方法形成第一沟槽时，蚀刻的部分延伸到侧面。当第一沟槽64的深度减小时，可能减少沟槽的侧面处的蚀刻部分。

如图3D所示，在包含金属层图案62a和第一沟槽64的绝缘基板61上形成第一蚀刻阻挡器65，并在包含第一蚀刻阻挡器65的绝缘基板61的整个表面上涂覆第二光刻胶。第一蚀刻阻挡器65可以由诸如铟锡氧化物(“ITO”)、钼(“Mo”)或铜(“Cu”)等的透明或不透明金属材料，以大约0.01μm至大约0.3μm的厚度形成。在一个可替换实施方式中，第一蚀刻阻挡器65可以可变的厚度由不同的材料形成。

可以利用旋转涂敷法、喷射涂敷法、浸渍涂敷法或其他公知或随后开发的方法形成第二光刻胶66。基于其稳定性和均匀性等有利特性，旋转涂敷法很普遍。

光刻胶66可以分为正型和负型。负型光刻胶通过将硬橡胶树脂与二-重氮基(bis-diazide based)化合物的混合物加入到交联材料的光敏有机溶剂中形成。在负光刻胶的情况中，用光照射的部分硬化，并在用光照射的部分与未照射的部分之间产生溶解度的差，从而形成图案。

在正型光刻胶的情况中，用光照射的部分通过显影剂(比如碱基材料)移除，而未用光照射的部分不移除，从而形成图案。通常，正型光刻胶由醌-重氮基(quinon-diazide based)光刻胶、碱溶性苯酚基树脂和有机溶剂的混合物形成，其中混合物是不可溶的，但是，混合物通过光照射变为在碱蚀刻剂中是可溶的。

在依据一实施方式的制造印版的方法中，使用正型光刻胶。如图3E所示，用金属层图案62a作掩模对第二光刻胶66进行曝光和显影。如果第二光刻胶66涂覆在绝缘基板61的整个表面上，那么第二光刻胶66填充在与金属层图案62a的下部对应的第一沟槽64的侧面。

这时，对第二光刻胶66的显影可以通过沉积或喷射进行。如果第二光刻胶66通过沉积形成，那么可能难以控制温度、密度以及随时间而变化的条件。然而，在喷射的情况下，可以更容易地控制上述条件。如果对第二光刻胶66的整个表面进行曝光，那么定位在金属层图案62a下方的第二光刻胶66的部分留在第一沟槽64的内部，并移除第二光刻胶66的其余部分。用构图后的第二光刻胶66作掩模选择性地移除第一蚀刻阻挡器65。

然后用金属层图案62a和构图后的第二光刻胶66以及第一蚀刻阻挡器65作掩模选择性地移除绝缘基板61，从而在第一沟槽64内形成第二沟槽67。第二沟槽67具有比原始沟槽64的第一深度更深的第二深度。如上所述，当通过各向同性蚀刻形成第二沟槽67时，蚀刻部分延伸到侧面。但是，第一蚀刻阻挡器65和第二光刻胶66留在第一沟槽64的侧面，位于金属层图案62a的下方。这样，可能使第二沟槽67的侧面内的蚀刻部分减小。同样，在一个实施方式中，第二沟槽比第一沟槽64深2μm至6μm。

如图3F所示，第二蚀刻阻挡器68形成在包含第二沟槽67的绝缘基板61的整个表面上。然后，将第三光刻胶69涂覆在包含第二蚀刻阻挡器68的绝缘基板61的整个表面上。第二蚀刻阻挡器68可以由诸如ITO，Mo或Cu的透明或不透明材料，以0.01μm至0.3μm的厚度形成。

在一个可替换实施方式中，第二蚀刻阻挡器68可以由可变厚度的其他材料形成。然后，用金属层图案62a作掩模，进行曝光和显影，由此在金属层图案62a的下方留下第三光刻胶69。用构图后的第二光刻胶68作掩模选择性地移除第二蚀刻阻挡器68。用金属层图案62a和构图后的第三光刻胶69以及第二蚀刻阻挡器68作掩模，选择性地蚀刻绝缘基板61，由此在第二沟槽67内形成第三沟槽70。第三沟槽70具有比第二沟槽67的第二高度或第二深度更大的第三深度。

如上所述，当通过各向同性蚀刻方法形成第三沟槽70时，蚀刻部分延伸到侧面。但是，第二蚀刻阻挡器68和第三光刻胶69留在第二沟槽67的侧面。即，第二蚀刻阻挡器68和第三光刻胶67留在金属层图案62a的下方，以使第三沟槽70的侧面内的蚀刻部分减小。第三沟槽70可以比第二沟槽67深2μm至6μm。如上所讨论的，依据正型形成了第二和第三光刻胶66和69。在形成第一沟槽64之后，用金属层图案62a和留下的光刻胶作掩模，重复执行第一沟槽64的形成、第一和第二蚀刻阻止结构65和68的形成、光刻胶的涂覆、曝光和显影等工序，从而形成具有所需深度的完整的沟槽。

如图3G所示，在移除金属层图案62a之后，移除第二和第三光刻胶66和69以及第一和第二蚀刻阻挡器65和68。然后，对绝缘基板61的整个表面进行清洁处理，以移除由蚀刻产生的外来微粒，从而完成依据一个实施方式的印版。

在依据一个实施方式的制造印版的方法中，重复涂覆正光刻胶，然后通过自对准曝光和显影形成图案。同样，对用金属层图案62a和留下的光刻胶作掩模的绝缘基板的蚀刻深度进行控制，以在绝缘基板61内形成所需深度的沟槽。

当形成第一、第二和第三沟槽64、67和70时，可以通过最终清洁处理将第一和第二蚀刻阻挡器65和68以及第二和第三光刻胶66和69一起移除，或者可以在形成每个沟槽之后分别移除。

完成的印版提供给如图1A至图1C所示的印刷装置。然后，在涂覆所需的颜料材料到印刷辊上之后，印刷辊在印版上滚动。于是，一部分所需的颜料材料转印到印版的预定图案上，并将所需的颜料材料的其他部分留在印刷辊上。即，所需的颜料材料的预定图案形成在印刷辊上。当具有预定图案的所需的颜料材料的印刷辊在基板上滚动时，预定图案的所需颜料材料转印到基板上。

在制造印版的现有技术方法中，利用使用光刻胶或硬膜的一个蚀刻步骤在绝缘基板内形成所需深度的沟槽。然而，在依据一个实施方式的制造印版的方法中，利用重复地形成硬膜和蚀刻阻挡器、沉积光刻胶以及整体曝光和显影的蚀刻步骤在绝缘基板内形成所需深度的沟槽。在上述实施方式的情况下，进行三个步骤以形成所需深度的沟槽。另一个选择是，并不限于三个步骤。同样，如图3A至图3G所示，存在一个孔或区域，其内形成沟槽，然而，应当理解，可以存在至少一孔，在其内进行加工，得到位于不同位置的至少一第一、第二和第三沟槽。在依据一实施方式的制造印版的方法中，利用重复地形成硬膜和蚀刻阻挡器、沉积光刻胶以及整体曝光和显影的若干蚀刻步骤，在绝缘基板内形成所需深度的沟槽。即，控制每个蚀刻步骤的沟槽的蚀刻深度，以使蚀刻临界尺寸的变化最小，从而形成印版的细微和精确的图案。

很显然，本领域的熟练技术人员可以在不脱离本发明的精神或者范围的情况下可以对本发明进行各种修改和改进。因此，本发明旨在覆盖所有落入所附权利要求及其等效物范围内的对本发明进行的修改和改进。

Claims (25)

1.一种制造印版的方法，包括：

在绝缘基板上形成具有至少一开口的硬膜层；

在与所述硬膜层的所述至少一开口对应的所述绝缘基板内形成至少一第一沟槽，所述至少一第一沟槽具有第一深度；

在包含所述至少一第一沟槽的所述绝缘基板的表面上依次形成第一蚀刻阻挡器和第一光刻胶；

所述第一蚀刻阻挡器和所述第一光刻胶形成图案，使所述第一蚀刻阻挡器的一部分和所述第一光刻胶的一部分保留在所述至少一第一沟槽的侧壁上；

在所述绝缘基板内形成至少一第二沟槽，所述至少一第二沟槽的每一个分别对应至少一第一沟槽的每一个，其中所述至少一第二沟槽具有大于所述第一深度的第二深度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

移除所述硬膜层、所述第一蚀刻阻挡器和所述第一光刻胶。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在包含所述至少一第二沟槽的所述绝缘基板的表面上依次形成第二蚀刻阻挡器和第二光刻胶；

所述第二蚀刻阻挡器和所述第二光刻胶形成图案，所述第二蚀刻阻挡器的一部分和该所述第二光刻胶的一部分保留在所述至少一第二沟槽的侧壁上；

在所述绝缘基板内形成至少一第三沟槽，所述至少一第三沟槽的每一个分别对应于至少一第一沟槽的每一个，其中所述至少一第三沟槽具有大于所述第二深度的第三深度；以及

移除所述硬膜层、所述第一和第二蚀刻阻挡器和所述第一和第二光刻胶。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一蚀刻阻挡器和所述第一光刻胶形成图案的步骤包括：

曝光具有所述硬膜层的所述第一光刻胶；

显影所述曝光后的第一光刻胶；以及

蚀刻所述第一蚀刻阻挡器。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二蚀刻阻挡器和所述第二光刻胶形成图案的步骤包括：

曝光所述硬膜层的所述第二光刻胶；

显影所述曝光后的第二光刻胶；以及

蚀刻所述第二蚀刻阻挡器。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二光刻胶由正型光刻胶形成。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过用氢氟酸基蚀刻剂选择性地蚀刻所述绝缘基板，形成所述至少一第一沟槽至所述至少一第三沟槽。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硬膜包括金属层。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述金属层包含铬或钼。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括在形成所述至少一第二沟槽之后移除所述第一光刻胶。

11.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括在形成所述至少一第三沟槽之后移除所述第二光刻胶。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括在移除所述硬膜之后移除所述第一光刻胶和所述第二光刻胶。

13.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一和第二蚀刻阻挡器包含透明或不透明的金属材料。

14.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，每个所述第一和第二蚀刻阻挡器以大约0.01μm至0.3μm的厚度形成。

15.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一和第二蚀刻阻挡器包含铟锡氧化物、钼或铜中至少之一。

16.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，以大约2μm至6μm的深度形成所述至少一第一沟槽至所述至少一第三沟槽的每一个。

17.一种具有至少一沟槽的印版，所述印版包括：

包括所述至少一沟槽的绝缘基板；

与所述绝缘基板连接的金属层图案，所述金属层图案至少部分不覆盖所述至少一沟槽；

在所述至少一沟槽内并与所述金属层图案连接的第一光刻胶部分，其中所述第一光刻胶在所述至少一沟槽的侧壁上；及

与所述第一光刻胶部分连接的第一蚀刻阻挡器部分。

18.根据权利要求17所述的印版，其特征在于，进一步包括所述至少一沟槽上的第二光刻胶部分。

19.根据权利要求18所述的印版，其特征在于，所述第二光刻胶部分与所述第一蚀刻阻挡器部分或所述第一光刻胶部分连接。

20.根据权利要求18所述的印版，其特征在于，进一步包括与所述第二光刻胶部分连接的第二蚀刻阻挡器部分。

21.一种显影印版的方法，包括：

在绝缘基板上提供具有间隙的硬膜层；

在与所述硬膜层的所述间隙对应的所述绝缘基板内提供第一沟槽；

在包含所述第一沟槽的所述绝缘基板上提供第一蚀刻阻挡器和第一光刻胶；

所述第一蚀刻阻挡器和所述第一光刻胶形成图案，所述第一蚀刻阻挡器的一部分和所述第一光刻胶的一部分在所述第一沟槽的侧面上；以及

在与所述第一沟槽对应的所述绝缘基板内提供第二沟槽。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括：

移除所述硬膜层、所述第一蚀刻阻挡器和所述第一光刻胶。

23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在包含所述第二沟槽的所述绝缘基板上提供第二蚀刻阻挡器和第二光刻胶；

所述第二蚀刻阻挡器和所述第二光刻胶形成图案，所述第二蚀刻阻挡器的一部分和所述第二光刻胶的一部分在所述第二沟槽的侧壁上；

在与所述第一沟槽对应的所述绝缘基板内提供第三沟槽；以及

移除所述硬膜层、所述第一和第二蚀刻阻挡器和所述第一和第二光刻胶。

24.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述第一蚀刻阻挡器和所述第一光刻胶形成图案的步骤包括：

曝光具有所述硬膜层的所述第一光刻胶；

显影所述曝光后的第一光刻胶；以及

蚀刻所述第一蚀刻阻挡器。

25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述第二蚀刻阻挡器和所述第二光刻胶形成图案的步骤包括：

曝光具有所述硬膜层的所述第二光刻胶；

显影所述曝光后的第二光刻胶；以及

蚀刻所述第二蚀刻阻挡器。

Images